变频技术在中央空调制冷系统中的应用分析

张贺龙

摘 要： 在我国经济实力逐渐壮大，科学技术不断创新的过程中，我国社会能源耗用量的不断加大，人们的节能环保意识也不断提升，不论是企业还是个人，都开始重视中央空调的节能问题。中央空调在正常使用过程中，耗电量占比最大的为中央空调制冷系统，基于此，本文主要针对中央空调制冷系统组成部分展开研究分析。

关键词： 变频技术;中央空调;制冷系统;应用

【中图分类号】TB657.2     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）07-0194-01

引言：在我国社会不断发展，国民生产总值不断攀升的背景下，空调在人们的生活中逐渐普及开来，而中央空调作为商用及大型民用建筑的首选，其市场前景也愈加明朗，但节能减排以及可持续发展化政策使得空调制造企业开始将研发重心转向节能技术，从技术层面来看，只要制冷系统正在运行，就势必会释放出热量，而想要冷却内部线圈及铁芯，就需要循环冷却装置来冷却空调的制冷系统，进而会消耗更多的电量，所以变频技术的目的便是提高空调制冷系统的效率、降低空调的功耗。

1 中央空调系统中的不足及其存在的问题

中央空调在正常运转过程当中会有主机制冷系统、冷冻水循环系统以及冷却水循环系统协同作业。因此，中央空调在实际使用过程当中，难免会存在一些设计上的缺陷。这不仅直接影响中央空调的使用寿命，还会带来额外能量的损耗。例如：电机的频繁启动、中央空调负载的不合理设定、冷却水系统与冷冻水系统的不合理设计、调节阀与节流阀等传统调节压力与流量设备的不合理使用等。为了进一步控制中央空调在实际使用过程中的能源损耗，不得不重视这些弊端，并考虑采用更加节能的新技术。

2 变频技术在中央空调制冷系统中的应用

2.1 制冷压缩机应用分析

在设计和数据分析中，制冷压缩机的能耗比一般情况下占中央空调整体电量消耗的四成到六成，但实际情况下制冷压缩机往往只能达到既定额度的一半，也就是说制冷压缩机一直处于低负荷的运转状态，因此在制冷压缩机的设计中既需要考虑到中央空调的使用环境、电流、内外部温差等多种情况，选择更适合特定情况的制冷压缩机设计，同时也要提高运行效率、更精准的根据实际工作情况进行运转速度调整。这里我们以常见的离心式制冷压缩机作为案例，这种制冷压缩机往往通过电子装置控制进气口叶片的方向以及运动轨迹来调整压缩机的进气量，但这种控制方式受制于电机转速，当改变叶片状态时，电机的转速是恒定的，进气量变小则负载电流继续降低，导致损耗更高、效率更低。由此可以提出使用变频器的优点，不仅能在实际使用过程中明显降低运行电流、电压、扇叶转速，还能够在特定环境下进行精确控制。

2.2 PID变频控制设计

PID控制具有更好的灵活性和准确性，控制过程中只需要得到适用于研究对象的PID控制参数即可。PLC将测得的温差值作为反馈信号，与设定温差值进行比较，实现PID正动作控制。以冷冻水控制为例，当冷冻水温差小于设定温差4.2℃时，说明房间温度过低需减少冷冻水与房间的换热，此时PLC通过PID计算使输出变频器的频率减少，降低水泵的运行转速以适应低负荷的房间环境;反之亦然。在PID控制过程中，同样设定水泵运行频率的上下限为[20Hz，50Hz]，保证系统安全运行。

2.3 变频技术在电机转速改变中的应用

变频技术的推广，可以有效的改变电机的转速，从而有效的实现高效制冷，并且实现了绿色制冷的重要要求。中央空调变频技术具有智能化的优势，可以有效的调节内部的电机转速的频率。当中央空调制冷的过程中，电机是十分重要的组成部分。传统的中央空调制冷的过程中，内部的水温差比设计值小，导致了中央空调内部的热负荷很难与设计标准之间相满足，从而导致了能源的消耗量大，造成了高负荷和低能效的问题，严重的磨损了电机，削弱了中央空调的使用寿命。在电机系统当中对变频模块进行安装，可以有效的调整电机内部的制冷系统热负荷现象，并对电机供电的频率进行智能化的调节，改变电机运转的速度，使其滿足实际的制冷需求。当制冷系统的热负荷数值处在一个较低的状态时，可以有效的将电机的运转速度降低，从而避免电能的消耗，充分的节约资源。

2.4 变频技术对于冷冻水循环系统的控制

在中央空调的整个制冷过程当中主要承担着集中冷源的运输职责，因此，其在整个中央空调的制冷过程当中的耗能也不能小觑。例如室内温差较小，热负荷反馈也相对较低时，而冷冻水循环系统的水泵仍在保持着高强度的运转，这种对冷冻循环系统水泵上的控制不足，将会使得能耗无形中流失，因此变频技术在冷冻水循环系统中的控制已经迫在眉睫。变频技术对冷冻水循环系统的控制，主要表现在温度监测模块首先对出水与回水之间的温度差进行监控，这种温度差的反馈将直接控制着冷冻水循环系统中水泵的转速，而这种转速又影响着循环水的流速，以及热量交换的速度。例如当温度监测模块所检测到的温度差较大时，则说明室内温度升高，热负荷提高，那么变频技术就会提高冷冻水循环系统中水泵的转速，进而加快了冷冻水的循环速度，实现用较快速度对室内温度进行降低的效果;如果温度监测模块监测到所反馈的温度差较小，热负荷降低时，则说明室内温度较低，不需要中央空调高强度运作，变频模块会降低冷冻水循环系统中水泵的转速，进而降低了冷冻水的循环速度，以及温度交换的速度，这种对水泵的控制不仅实现了对室内温度的有效调节。

2.5 冷却水循环系统的控制应用

中央空调系统冷却塔的水温是不断变化的，这一点要看环境温度，仅靠一侧的水温显然不能表征冷冻机的产热。故而，冷却泵的调控必须要根据进出水口的温差进行，只有在恒定温差控制下才是比较理想的。如果温差值过大，那么冷冻机组就会放出大量的热量，这时候就应该提升冷气泵的转速，加速冷却水流动。反之就是减缓速度，进而实现省电。

结语：综上所述，我们应结合当前的变频技术，改善传统中央空调中运作过程中存在的不足，降低能源消耗的水平，有效的达到节能环保的目的，为人们提供更加绿色环保舒适的生活环境。

参考文献

[1] 尹滕滕，张国辉.变频技术在中央空调制冷系统中的应用[J].建筑工程技术与设计，2019（8）：687.

[2] 王晓松.变频技术在中央空调制冷系统中的应用[J].建筑工程技术与设计，2019（8）：4406.